Глобально в мире существуют два типа мозговых интерфейсов: инвазивные НКИ и неинвазивные. Инвазивные предполагают вживление нейроимплантов в определенные участки мозга, неинвазивные представляют собой оборудование, которое можно снимать и надевать как обычную носимую электронику.  В этой статье мы рассмотрим недорогие неинвазивные устройства, предназначенные для считывания сигналов мозга и нервной системы на базе ЭЭГ, которые уже сегодня можно использовать при разработке мобильных и других приложений.

Разработки нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ – BCI – brain computer interface) ведутся со средины прошлого века. Мечта о компьютере, которым можно управлять при помощи мысли, давно занимает умы ученых. А устройства, считывающие те или иные сигналы нервной системы, существуют уже давно. Идея создания прямого нейронного интерфейса с двунаправленной связью, которая позволит отправлять и получать сигналы непосредственно в мозг пока не реализована полностью. Однако уже существуют устройства, которые могут быть использованы в качестве источника данных об эмоциях человека. И на их основании можно совершенствовать алгоритмы или управлять системами.

Уже давно разработан и широко используется класс носимых устройств, использующих сигналы электроэнцефалограммы ЭЭГ (EEG sensors) и мышечных импульсов электромиографии ЭМГ (EMG muscle sensors). Носимые приборы для снятия ЭЭГ, оформленные в виде надеваемых на голову компактных и вполне эстетичных устройств, получили название “ЭЭГ гарнитура” (EEG Headset).



Как выглядит ЭЭГ гарнитура (EEG headset)



Внешний вид гарнитуры зависит от её класса и сложности предполагаемого использования.

EEG Headset

ЕЕГ гарнитуры делятся на два класса:

  • потребительские” - выглядят примерно как на фотографии выше

  • профессиональные” - дают гораздо большую точность, но выглядят не так эстетично.

По степени “возрастания профессионализма” гарнитуры с НКИ выглядят примерно таким образом:

ЭЭГ наушники

ЭЭГ наушники для музыки, релаксации, медитаций и т.п.

Носимая ЭЭГ гарнитура

Носимая ЭЭГ гарнитура используется как неинвазивный BCI

Мобильные ЭЭГ гарнитуры

Мобильные ЭЭГ гарнитуры уровня соизмеримого с лабораторным

Профессиональная или лабораторная ЭЭГ гарнитура

Профессиональная или лабораторная ЭЭГ гарнитура для исследований

Что предлагают производители ЭЭГ нейрокомпьтерных гарнитур



На сегодняшний день производители предлагают достаточное количество систем мозговых интерфейсов потребительского класса. Их легко представить себе на сотрудниках или конечных клиентах в обычных, не лабораторных условиях. Такие системы обычно поставляются в следующем виде:

  • гарнитура с ЭЭГ датчиками, клипсой (прищепкой) на ухо или специальными контактами за ушами;
  • связь при помощи Bluetooth;
  • питание от батареек/аккумуляторов;
  • набор API для разработчиков интерфейсов “мозг – компьютер”;
  • набор приложений для конечных пользователей и демо-приложений чтобы поиграться с ЭЭГ гарнитурой и понять, что она может.



Рассмотрим коротко перечень актуальных на сейчас моделей устройств, которые можно применять в качестве нейроинтерфейсов:



Neurosky MindWawe Headset

Разработчикам доступно API BCI, позволяющее распознавать:

внимание, концентрацию, релаксацию, моргание, ментальное напряжение, знакомый или незнакомый предмет, удовольствие/неудовольствие, другие алгоритмы.



Emotiv EPOC

Помимо ЭЭГ данных, отмечает движения головой.

Позволяет принимать ментальные команды (настраивается), улавливать моргание и выражения лица (более 5 выражений лица)

API позволяет улавливать волнение, вовлеченность, расслабление, интерес, стресс, фокус



Emotiv Insight

Упрощенная и облегченная версия EEG headset.

Позволяет в целом то же, что и EPOC+ только датчиков меньше, а точность хуже. Это более бытовое по своей сути устройство.



Macrotellect BrainLink

Macrotellect BrainLink

Цена 149 EUR

Документации и SDK нет, подходит SDK Neurosky

Китайский набор, построенный на архитектуре нейро-гарнитуры NeuroSky и в целом ей аналогичный.

На само устройство выведена световая индикация максимального уровня концентрации, внимательности и медитации.



Interaxon Muse 2

Вместо клипсы на ухо используются специальные контакты за ушами.

Также снимает данные о сердечном ритме, дыхании, движениях тела. Позиционируется как инструмент для медитации.



Kokoon

Kokoon

Цена 300 EUR

Документации для разработчиков НКИ в открытом доступе нет

Шумоподавляющие наушники с ЭЭГ сенсором.

Идея наушников с нейрокомпьютерным BCI интерфейсом выглядит привлекательно, но точность такого устройства самая низкая



OpenBCI

Представляет из себя набор датчиков Brain Computer Interface, SDK и плат для снятия ЭЭГ и других сенсоров и интерпретации результатов.

По сути DIY – набор для тех, кто хочет экспериментировать со считыванием и оцифровкой сигналов мозга.

Хорошее сравнение характеристик нейрокомпьютерных brain computer interface ЕЕГ устройств для лабораторного применения можно найти на сайте Imotions. Мы не вносили их в список выше, поскольку они слишком сложные и созданы для работы в лабораторных условиях. Обзор еще одних наушников с ЭЭГ, не попавшие в нашу статью, можно увидеть по этой ссылке: https://www.thinkmindset.com/. В целом они похожи на описанные выше.

Все эти системы, профессиональные и бытовые, могут быть использованы во множестве сфер:

    • бытовая (управление биологическими экзопротезами)
    • социальная (контроль уровня усталости представителей ответственных профессий: спасатель, авиадиспетчер, космонавт, оператор беспилотной техники)
    • бизнес (создание игр, архитектура/дизайн, улучшение юзабилити сайта)
    • развлечения (игры, интерактивные фильмы)
    • военная (дистанционное управление дронами и пр.)

В следующей части нашей статьи мы подробно рассмотрим как могут применяться интерфейсы для передачи сигналов от мозга в компьютер. Особенно привлекательно выглядит использование данных об эмоциях в сочетании с машинным обучением и нейронными сетями.

Если у вас есть идеи приложений, которые можно разработать, используя brain computer interface, свяжитесь с нами. Мы в Evergreen будем рады реализовать их вместе с вами.

 

01.03.2019
Рейтинг: 0 / 5 (0)